理论教育 如何运用数学解决真实世界难题

如何运用数学解决真实世界难题

时间:2023-06-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:处理这个问题的数学取向应运而生。他们所用的数学确实没办法在真实的世界中运作,原因可能是我们需要更丰富的操作程序——而且他们拒绝接受没有数学可能更好的事实。如果他们终究没有成功,那只是因为在真实世界中,数学毕竟只属次要的助力。蒙特·卡罗仿真法的另一个优点,是在数学失灵和没有帮助时,我们还是可以得到结果。正如我在第四章所说,在我们的随机世界中,数学只是一种思考方式,除此几无其他作用。

如何运用数学解决真实世界难题

处理这个问题的数学取向应运而生。在传统模式(如财务领域非常有名的布朗随机漫步)中,成功的概率并没有随着每踏出一步而变化,只有累积的财富才会。阿瑟则提出波利亚过程(Polya process),它在数学上很难处理,但借助于蒙特·卡罗仿真器却很容易理解。波利亚过程可以这么说明:假设有个罐子,起初装有等量的黑球和红球,每次取球之前,你得先猜测取出来的是哪个颜色。这个玩法是被操纵的。和传统的罐子不一样,在这里,猜对的概率取决于前面猜对的记录,猜得更好或更差,要看前面的表现如何而定。这么一来,先前猜对的话,后来继续猜对的概率会提高;先前猜错的话,后来继续猜错的概率会提高。仿真这种过程,可以看到结果变异很大,有惊人的成功,也有极多的失败,我们称之为偏态。

在比较常见的模式中,玩家是把取出的球放回去后再猜下一次会取到哪种颜色的球。假使你这次赌转盘赢了,这会提高你再赢的概率吗?不会,但波利亚过程会提高再赢的概率。为什么这在数学上很难处理?原因出在独立性(independence)的观念被破坏。独立性是指每一次取球时,都不受先前的结果影响,它是处理(已知的)概率数学的必要条件。

经济学发展成一门科学的过程中,什么地方出了差错?答案是一群聪明人觉得一定得用数学来告诉自己,他们的想法很严谨、他们研究的是一门科学。瓦尔拉斯(Leon Walras)、德布鲁(Gerard Debreu)、萨缪尔森(Paul Samuelson)等人急着引进数学模型建构技巧,却没有考虑到也许他们使用的数学,对于他们想要处理的这类问题来说有太多限制;或者他们应该注意,数学语言的精确性可能导致人们在尚未找到解答时,就误以为他们已经得到答案。他们所用的数学确实没办法在真实的世界中运作,原因可能是我们需要更丰富的操作程序——而且他们拒绝接受没有数学可能更好的事实。(www.daowen.com)

于是所谓的复杂性理论学家(complexity theorists)上场救援。专攻非线性计量方法的科学家的研究,令人大感振奋,新墨西哥州圣塔菲附近的圣塔菲研究所为其圣地。这些科学家显然很卖力地尝试,并在自然科学方面提出很棒的解决方案,在社会科学方面也有了较好的模型(但还不够令人满意)。如果他们终究没有成功,那只是因为在真实世界中,数学毕竟只属次要的助力。蒙特·卡罗仿真法的另一个优点,是在数学失灵和没有帮助时,我们还是可以得到结果。摆脱了公式之后,我们也可以摆脱劣等数学的陷阱。正如我在第四章所说,在我们的随机世界中,数学只是一种思考方式,除此几无其他作用。

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